第三章-材料的介电性能PPT课件
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不可逆；反应时间为 10-2－10-5S；随温度变化有极大值。
Ta
q2 2
12 k T
Ta极化率 ；q为离子荷电量； δ为弱离子电场作用下的迁移；
.
10
5) 取向极化：沿外场方向的偶极子数大于和外场反向的偶极子数，因此电介质 整体出现宏观偶极矩。这种极化与永久偶极子的排列取向有关，又称分子极 化（或偶极子极化）。
.
12
3.1 电介质及其极化
6) 空间电荷极化： 可动的载流子受到电场作用移动，受到阻碍 而排列于一个物理阻碍前面时产生的极化 。 物理阻碍：晶界，相界，自由表面，缺陷 。
➢ 反应时间很长，几秒到数十分钟； ➢ 随温度升高而减弱； ➢ 存在于结构不均匀的陶瓷电介质中；
.
13
小结：
（1）总的极化强度是上述各种机制作用的总和。 （2）材料的组织结构影响极化机制。
＋ ——
.
—
——
—
11
应用： 驻电体：能长时间保持极化结构的聚合物为驻极体。
实际中需要一种驻电体。试从(C2H4)n, (C2H2F2)n, (C2F4)n中选用。 由于(C2H4)和 (C2F4）团均是对称的，C2H2F2是非对称结构，另外C-F键具
有键极性，(C2H2F2)n易发生取向极化，是普通的工业驻电体之一。
A
则总电流应为这两部分的矢量和
Ic iC G U ( U iC G )U
而： GA/d C0rA/d
所以有： Ic (i
0rA /d A /d )U (i
0r)d A U
令： *i0r 为复电导率
则电流密度为：
J *E
.
20
3.2.1 复介电常数与介质损耗 真实的电介质平板电容器的总电流由： （1） 理想电容充电所造成的电流Ic （2） 电容器真实电介质极化建立的电流Iac （3） 电容器真实电介质漏电流Idc 总电流超前电压（90-δ），其中δ为损耗角
电子位 离子位 移极化 移极化
取向 极化
空间电 荷极化
.
18
3.2 交变电场下的电介质
3.2.1 复介电常数与介质损耗 1）理想情况
对于平板式真空电容器有:
C0 0A/d
加上角频率为2πf 的交流电压，
U U0eit
则有：Q=C0 U 其回路电流为：
Icd d Q T d0 d U C 0 eT i t iC 0 U 0 ei tiC 0 U
热运动：无序 电 场：有序
d
02
3kT
为无外电场时的均方偶极矩。
（1） 在包括硅酸盐在内的离子键化合物与极性聚合物中是普遍存在的；
（2） 响应时间 10-2~10-10S
（3）这种极化在去掉电场后能保存下来，因而涉及的偶极子是永久性的
。
（4）随温度＋变化有极大值
＋
＋
——
— —— —
＋
＋
E
＋ ——
Idc Iac
I总
Ic
９０
ｔ
Ic：理想电容器充电造成的电流； Idc：电介质真实介质漏电流； Iac：真实电介质极化建立的电流
Ｉ
Ｕ
非理想电介质充电、损耗和总电流矢. 量图
21
3.2.1 复介电常数与介质损耗
3）复介电常量： 定义复介电常量ε* 和εr* ，有：
*' i''
r*r' ir''
分析前述总电流： C r*C0
tan电 损容 耗项 项 ''' rr'''
'
是 频率, 温度, 及材料原子尺度结构的复杂函数，表示存储电荷要 消耗的能量大小。
电介质的品质因数：
Q(tan)1
高频绝缘条件：Q越高越好。
.
23
3.2.2）电介质驰豫和频率响应： 驰豫时间：电介质完成极化所需要的时间。
1）德拜方程：交变电场作用下，电介质的电容率 与电场频率相关的：
Pe0E
Xe: 极化率, 不同材料具有不同的值。
.
5
可以证明： 所以有：
e r 1 Pe0E
P0E(r1)
令电位移D为： D0EP
代入得：
D 0 E P 0 E 0 E (r 1 ) 0 E r E
在各向同性的电介质中，电位移等于场强的ε倍。
.
6
3.1.4 电介质极化的机制： 电子极化，离子极化，电偶极子取向，空间电荷极化，分别对应电子、 原子、分子和空间电荷情况。 位移极化，由电子或离子位移产生电偶极距而产生的极化。分为电子位 移极化和离子位移极化。 1）电子位移极化：材料在外电场的作用下，原子中的 电子云将偏离带正电的原子核这个中心，原子就成为一个 暂时的感应的偶极子。 ➢ 这种极化可以在光频下进行，10-14-10-10S ➢ 可逆 ➢ 与温度无关 ➢ 产生于所有材料中
ql
电偶极子：具有一个正极和一个负极的分子或结构.
.
4
2）极化电荷：和外电场相垂直的电介质表面分别出现的正负电荷，不能自由移动， 也不能离开，总保持电中性。
极化强度P：电介质极化程度的量度，单位体积内的电偶极矩，数值上等于分子 表面电荷密度σ；
P
V
它和实际有效电场有关，实际电场包括(1)外加电场；(2)极化电荷自身的电场
极化晶体中负离子和正离子相对于它们的正常位置发生位移，
形成一个感生偶极矩。
➢ 可逆;
➢ 反应时间为10-13-10-12S ➢ 温度升高，极化增强 ➢ 产生于离子结构电介质中
a
a3 4
n1
0
离子位移极化率：
式中：a为晶格常数；n为电子层斥力指数，
对于离子晶体n为7-11
-++-+
-
-
+
E
-
+
+
.
9
驰豫极化：外加电场作用于弱束缚荷电粒子造成，与带电质点的热运动密切相关。热运动使这些 质点分布混乱，而电场使它们有序分布，平衡时建立了极化状态。为非可逆过程。
εrs为静态或低频下的相对介电常数 εr∞为光颠下的相对介电常数 物理意义：
(1) 相对介电常数（实部和虚部）随所加电场的 频率而变化。
(2) 介电常数与温度有关，温度通过影响弛豫时 间而影响介电常数
(3) 与tan δ随频率变化存在极大值。
.
24
3.2 交变电场下的电介质
2）频率响应： 在交变电
r r
1 1
2 30
Nii
i
局部电场
i iEloc
P0(E 0Ed)(r1)
荷电质点的平均偶极矩正比于 作用于质点上的局部电场
.
17
偶极子数目
r r
1 1
2 30
Nii
i
相对介电常数
偶极子种类 极化率
宏观介电常数
微观介电机制
r r 1 2 3 1 0 i(N 11 N 22 N 33 N 44 )
场频率极高 时，驰豫时 间长的极化 机制来不及 响应，对总 的极化强度 没有贡献。
.
25
3.2 交变电场下的电介质
3.2.3 介电损耗分析： 1）频率的影响：
➢ 很小时，→0，各种极化机制均跟上电场 的变化，不存在极化损耗。介质损耗主要由 电介质的漏电引起，与频率无关。
➢ 外加电场的频率增加至某一值时，松驰极化 跟不上电场变化，则随增加，εr减小
QCUr*C0U
并且： I d d Q tC d d U tr * C 0 iU (r' ir'')C 0 iU
有：
Iir'C0Ur''C0U
第1项:电容充放电过程 第2项与电压同相位，对应能量损耗部分
εr相对损耗因子， ε=0r为介质损耗因子
.
22
3.2 交变电场下的电介质
4）介质损耗因子： 损耗角正切：
还与环境温度和气氛、电极形状、材料表面状态、电 场频率和波形、材料成分和孔隙、晶体各向异性，非晶态结 构等因素有关。
可见电容电流Ic超前电压U相位90度。 对于极板间为相对介电常数εr 的介电材料，材料为理想介电质，
C=εr C0 ， 可得 I= εrIC 的相位，仍超前电压90度。
.
19
3.2 交变电场下的电介质
3.2.1 复介电常数与介质损耗 2）对于实际材料：存在漏电等因素
IR
GUU RUd
AU
d
降了容性电流Ic外，还有与电压同相位的电导分量GU
3）电子驰豫极化 ：由于晶格的热运动，晶格缺陷，杂质引入，化学成分局部改变等因素，使电 子能态发生改变，导致位于禁带中的局部能级中出现弱束缚电子，在热运动和电场作用下建 立相应的极化状态。
不可逆；反应时间为 10-2－10-9S；产生于Nb,bi,Ti为基的氧化物陶瓷中，随温度升高变化有 极大值。
4）离子驰豫极化 ： 弱联系离子：在玻璃状态的物质、结构松散的离子晶体、晶体中的杂质或缺陷区域，离子自 身能量较高，易于活化迁移，这些离子称为弱联系离子。由弱联系离子在电场和热作用下建 立的极化为离子弛豫极化。
1011Hz－ 1012Hz
10-3Hz－ 103Hz
.
15
3.1.5宏观极化强度和微观极化率的关系
(1)作用于分子、原子上的有效电场：
作用于分子、原子上的有效电场
外加电场E0
电介质极化形成 的退极化场Ed
周围的荷 电质点作 用形成Ei
ElocE0EdEi
++ + +- - - -
+ +
--
+ +
电子极化率的大小与原子(离子)的半径有关
E
- +-
-
d
- - +-
-
.
e
4 3
0R3
7
例：500V的电场作用下，Ni原子的电子云从原子核的电荷中心偏离109nm,Ni为FCC结构，晶格常数为0.351nm, 设金属中所有电子对电子极 化均有贡献，计算极化强度（Ni的原子序数为28）。
.
8
2）离子位移极化：
➢ 很小，<<1，随增加， 增加，tan δ 增加。
➢ 很高， εrε∞， εr趋向最小值，当 >>1, 减小，tan δ减小
➢ tan δ在m时有极值
.
26
3.2 交变电场下的电介质
3.2.3 介电损耗分析： 2）温度的影响：
(1) 温度很低时，较大，此时w2 2>>1,
温度升高， 减小，则εr和tan δ增加
2.击穿电场强度: 介质的击穿时，相应的临界电场强度称 为介电强度，或称为击穿电场强度。
（介电强度：一种介电材料在不发生击穿或者放电的情况下
承受的最大电场。）
.
28
3.3.1 介电强度
Emax=(V/d)max
通常，凝聚态绝缘体的击穿电场范围约为(1055×106)V.cm-1。
介电强度依赖于材料的厚度， 厚度减小，介电强度 增加。由测试区域中出现的临界裂纹的几率决定。
例：一个简单的平行板电容器，3kV时存10-4C的电荷 ，电介质厚0.02cm, 计算使用面积。（分真空， BaTiO3，云母三种情况，介电常数分别为1、3000 和7）
.
3
3.1.3 极化相关的物理量 1）电偶极矩：带有等量异号电荷并且相距一段距离的荷电质点，形成电偶极矩
对于极性分子电介质，由于分子的正负电荷中心不重合，存在电偶极矩；对于非极性 分子电解质，由于外界作用，正负电荷中心瞬时分离，也产生电偶极距。
Ed
-
-
+
Ei
-
+
-
E0
++ ++ ++ +
-
-
----
-
Ei
P
3 0
.
16
（2）克劳修斯-莫索堤方程
极化强度P可以写为单位体积电介质在 实际电场作用下所有电偶极矩的总和
第i种偶极子 电极化率
P Ni i
Ei
P 3 0
单位体积第 第i种偶极子 i种偶极子 平均偶极矩 数目
ElocE0EdEi
PNiiEloc
3.1 电介质及其极化
3.1.2 介电常数
CQ A
Vd
1）材料因素：ε 材料在电场中被极化的能力
2）尺寸因素： d 和A ：平板间的距离和面积
如果介电介质为真空： C0 VQ0A/d
在平行板电容器间放置某些材料，会使电容器存储电荷的能力增加，C>C0
CrC 0r0A/d
真空介电常数：ε0 =8.85×10-12 F. m-1(法拉/米)
(2) 温度较高时， 较小，此时2 2<<1 温度升高，减小，则tan δ减小。
电导上升不明显，Pw也减小。
(3) 温度很高时，离子振动很大，离子迁移受 热振动阻碍增大，极化减弱， εr减小， 电导急剧上升，故tan δ也增大。
.
27
3.3 电介质在电场中的破坏
3.3.1 介电强度
1.介质的击穿: 当电场强度超过某一临界值时，介质由介电 状态变为导电状态。这种现象称介电强度的破坏，或叫介 质的击穿。
相对介电常数：εr
r
C C0
0
介电常数（电容率）： =0r(F/m)
介电常数是描述某种材料放入电容器中增加电容器ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ储电荷能力的物理量。
.
1
.
2
3）电介质的极化： 介电材料：放在平板电容器中增加电容的材料 电介质：在电场作用下能建立极化的物质。
在真空平板电容器中，嵌入一块电介质。加入外 电场时，在正极附近的介质表面感应出负电荷， 负极板附件的介质表面感应出正电荷，这些电荷 称为感应电荷，又称束缚电荷。 极化：电介质在电场作用产生束缚电荷的现象。
离子、取向极化
原子种类和键合类型
空间电荷极化
面缺陷
（3） 外电场的频率：某种机制都是在不同的时间量级内发生的，
只有在某个领域频率范围内才有显著的贡献。
.
14
光学性质 介电性质
电子极化 离子极化
取向极化 空间电荷极化
电磁波谱中可 见光的辐射
红外波段
1015Hz
1012Hz－ 1013Hz
亚红外波段 低频波段
Ta
q2 2
12 k T
Ta极化率 ；q为离子荷电量； δ为弱离子电场作用下的迁移；
.
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5) 取向极化：沿外场方向的偶极子数大于和外场反向的偶极子数，因此电介质 整体出现宏观偶极矩。这种极化与永久偶极子的排列取向有关，又称分子极 化（或偶极子极化）。
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3.1 电介质及其极化
6) 空间电荷极化： 可动的载流子受到电场作用移动，受到阻碍 而排列于一个物理阻碍前面时产生的极化 。 物理阻碍：晶界，相界，自由表面，缺陷 。
➢ 反应时间很长，几秒到数十分钟； ➢ 随温度升高而减弱； ➢ 存在于结构不均匀的陶瓷电介质中；
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小结：
（1）总的极化强度是上述各种机制作用的总和。 （2）材料的组织结构影响极化机制。
＋ ——
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—
——
—
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应用： 驻电体：能长时间保持极化结构的聚合物为驻极体。
实际中需要一种驻电体。试从(C2H4)n, (C2H2F2)n, (C2F4)n中选用。 由于(C2H4)和 (C2F4）团均是对称的，C2H2F2是非对称结构，另外C-F键具
有键极性，(C2H2F2)n易发生取向极化，是普通的工业驻电体之一。
A
则总电流应为这两部分的矢量和
Ic iC G U ( U iC G )U
而： GA/d C0rA/d
所以有： Ic (i
0rA /d A /d )U (i
0r)d A U
令： *i0r 为复电导率
则电流密度为：
J *E
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3.2.1 复介电常数与介质损耗 真实的电介质平板电容器的总电流由： （1） 理想电容充电所造成的电流Ic （2） 电容器真实电介质极化建立的电流Iac （3） 电容器真实电介质漏电流Idc 总电流超前电压（90-δ），其中δ为损耗角
电子位 离子位 移极化 移极化
取向 极化
空间电 荷极化
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3.2 交变电场下的电介质
3.2.1 复介电常数与介质损耗 1）理想情况
对于平板式真空电容器有:
C0 0A/d
加上角频率为2πf 的交流电压，
U U0eit
则有：Q=C0 U 其回路电流为：
Icd d Q T d0 d U C 0 eT i t iC 0 U 0 ei tiC 0 U
热运动：无序 电 场：有序
d
02
3kT
为无外电场时的均方偶极矩。
（1） 在包括硅酸盐在内的离子键化合物与极性聚合物中是普遍存在的；
（2） 响应时间 10-2~10-10S
（3）这种极化在去掉电场后能保存下来，因而涉及的偶极子是永久性的
。
（4）随温度＋变化有极大值
＋
＋
——
— —— —
＋
＋
E
＋ ——
Idc Iac
I总
Ic
９０
ｔ
Ic：理想电容器充电造成的电流； Idc：电介质真实介质漏电流； Iac：真实电介质极化建立的电流
Ｉ
Ｕ
非理想电介质充电、损耗和总电流矢. 量图
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3.2.1 复介电常数与介质损耗
3）复介电常量： 定义复介电常量ε* 和εr* ，有：
*' i''
r*r' ir''
分析前述总电流： C r*C0
tan电 损容 耗项 项 ''' rr'''
'
是 频率, 温度, 及材料原子尺度结构的复杂函数，表示存储电荷要 消耗的能量大小。
电介质的品质因数：
Q(tan)1
高频绝缘条件：Q越高越好。
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3.2.2）电介质驰豫和频率响应： 驰豫时间：电介质完成极化所需要的时间。
1）德拜方程：交变电场作用下，电介质的电容率 与电场频率相关的：
Pe0E
Xe: 极化率, 不同材料具有不同的值。
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可以证明： 所以有：
e r 1 Pe0E
P0E(r1)
令电位移D为： D0EP
代入得：
D 0 E P 0 E 0 E (r 1 ) 0 E r E
在各向同性的电介质中，电位移等于场强的ε倍。
.
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3.1.4 电介质极化的机制： 电子极化，离子极化，电偶极子取向，空间电荷极化，分别对应电子、 原子、分子和空间电荷情况。 位移极化，由电子或离子位移产生电偶极距而产生的极化。分为电子位 移极化和离子位移极化。 1）电子位移极化：材料在外电场的作用下，原子中的 电子云将偏离带正电的原子核这个中心，原子就成为一个 暂时的感应的偶极子。 ➢ 这种极化可以在光频下进行，10-14-10-10S ➢ 可逆 ➢ 与温度无关 ➢ 产生于所有材料中
ql
电偶极子：具有一个正极和一个负极的分子或结构.
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2）极化电荷：和外电场相垂直的电介质表面分别出现的正负电荷，不能自由移动， 也不能离开，总保持电中性。
极化强度P：电介质极化程度的量度，单位体积内的电偶极矩，数值上等于分子 表面电荷密度σ；
P
V
它和实际有效电场有关，实际电场包括(1)外加电场；(2)极化电荷自身的电场
极化晶体中负离子和正离子相对于它们的正常位置发生位移，
形成一个感生偶极矩。
➢ 可逆;
➢ 反应时间为10-13-10-12S ➢ 温度升高，极化增强 ➢ 产生于离子结构电介质中
a
a3 4
n1
0
离子位移极化率：
式中：a为晶格常数；n为电子层斥力指数，
对于离子晶体n为7-11
-++-+
-
-
+
E
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驰豫极化：外加电场作用于弱束缚荷电粒子造成，与带电质点的热运动密切相关。热运动使这些 质点分布混乱，而电场使它们有序分布，平衡时建立了极化状态。为非可逆过程。
εrs为静态或低频下的相对介电常数 εr∞为光颠下的相对介电常数 物理意义：
(1) 相对介电常数（实部和虚部）随所加电场的 频率而变化。
(2) 介电常数与温度有关，温度通过影响弛豫时 间而影响介电常数
(3) 与tan δ随频率变化存在极大值。
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3.2 交变电场下的电介质
2）频率响应： 在交变电
r r
1 1
2 30
Nii
i
局部电场
i iEloc
P0(E 0Ed)(r1)
荷电质点的平均偶极矩正比于 作用于质点上的局部电场
.
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偶极子数目
r r
1 1
2 30
Nii
i
相对介电常数
偶极子种类 极化率
宏观介电常数
微观介电机制
r r 1 2 3 1 0 i(N 11 N 22 N 33 N 44 )
场频率极高 时，驰豫时 间长的极化 机制来不及 响应，对总 的极化强度 没有贡献。
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3.2 交变电场下的电介质
3.2.3 介电损耗分析： 1）频率的影响：
➢ 很小时，→0，各种极化机制均跟上电场 的变化，不存在极化损耗。介质损耗主要由 电介质的漏电引起，与频率无关。
➢ 外加电场的频率增加至某一值时，松驰极化 跟不上电场变化，则随增加，εr减小
QCUr*C0U
并且： I d d Q tC d d U tr * C 0 iU (r' ir'')C 0 iU
有：
Iir'C0Ur''C0U
第1项:电容充放电过程 第2项与电压同相位，对应能量损耗部分
εr相对损耗因子， ε=0r为介质损耗因子
.
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3.2 交变电场下的电介质
4）介质损耗因子： 损耗角正切：
还与环境温度和气氛、电极形状、材料表面状态、电 场频率和波形、材料成分和孔隙、晶体各向异性，非晶态结 构等因素有关。
可见电容电流Ic超前电压U相位90度。 对于极板间为相对介电常数εr 的介电材料，材料为理想介电质，
C=εr C0 ， 可得 I= εrIC 的相位，仍超前电压90度。
.
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3.2 交变电场下的电介质
3.2.1 复介电常数与介质损耗 2）对于实际材料：存在漏电等因素
IR
GUU RUd
AU
d
降了容性电流Ic外，还有与电压同相位的电导分量GU
3）电子驰豫极化 ：由于晶格的热运动，晶格缺陷，杂质引入，化学成分局部改变等因素，使电 子能态发生改变，导致位于禁带中的局部能级中出现弱束缚电子，在热运动和电场作用下建 立相应的极化状态。
不可逆；反应时间为 10-2－10-9S；产生于Nb,bi,Ti为基的氧化物陶瓷中，随温度升高变化有 极大值。
4）离子驰豫极化 ： 弱联系离子：在玻璃状态的物质、结构松散的离子晶体、晶体中的杂质或缺陷区域，离子自 身能量较高，易于活化迁移，这些离子称为弱联系离子。由弱联系离子在电场和热作用下建 立的极化为离子弛豫极化。
1011Hz－ 1012Hz
10-3Hz－ 103Hz
.
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3.1.5宏观极化强度和微观极化率的关系
(1)作用于分子、原子上的有效电场：
作用于分子、原子上的有效电场
外加电场E0
电介质极化形成 的退极化场Ed
周围的荷 电质点作 用形成Ei
ElocE0EdEi
++ + +- - - -
+ +
--
+ +
电子极化率的大小与原子(离子)的半径有关
E
- +-
-
d
- - +-
-
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0R3
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例：500V的电场作用下，Ni原子的电子云从原子核的电荷中心偏离109nm,Ni为FCC结构，晶格常数为0.351nm, 设金属中所有电子对电子极 化均有贡献，计算极化强度（Ni的原子序数为28）。
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2）离子位移极化：
➢ 很小，<<1，随增加， 增加，tan δ 增加。
➢ 很高， εrε∞， εr趋向最小值，当 >>1, 减小，tan δ减小
➢ tan δ在m时有极值
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3.2 交变电场下的电介质
3.2.3 介电损耗分析： 2）温度的影响：
(1) 温度很低时，较大，此时w2 2>>1,
温度升高， 减小，则εr和tan δ增加
2.击穿电场强度: 介质的击穿时，相应的临界电场强度称 为介电强度，或称为击穿电场强度。
（介电强度：一种介电材料在不发生击穿或者放电的情况下
承受的最大电场。）
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28
3.3.1 介电强度
Emax=(V/d)max
通常，凝聚态绝缘体的击穿电场范围约为(1055×106)V.cm-1。
介电强度依赖于材料的厚度， 厚度减小，介电强度 增加。由测试区域中出现的临界裂纹的几率决定。
例：一个简单的平行板电容器，3kV时存10-4C的电荷 ，电介质厚0.02cm, 计算使用面积。（分真空， BaTiO3，云母三种情况，介电常数分别为1、3000 和7）
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3
3.1.3 极化相关的物理量 1）电偶极矩：带有等量异号电荷并且相距一段距离的荷电质点，形成电偶极矩
对于极性分子电介质，由于分子的正负电荷中心不重合，存在电偶极矩；对于非极性 分子电解质，由于外界作用，正负电荷中心瞬时分离，也产生电偶极距。
Ed
-
-
+
Ei
-
+
-
E0
++ ++ ++ +
-
-
----
-
Ei
P
3 0
.
16
（2）克劳修斯-莫索堤方程
极化强度P可以写为单位体积电介质在 实际电场作用下所有电偶极矩的总和
第i种偶极子 电极化率
P Ni i
Ei
P 3 0
单位体积第 第i种偶极子 i种偶极子 平均偶极矩 数目
ElocE0EdEi
PNiiEloc
3.1 电介质及其极化
3.1.2 介电常数
CQ A
Vd
1）材料因素：ε 材料在电场中被极化的能力
2）尺寸因素： d 和A ：平板间的距离和面积
如果介电介质为真空： C0 VQ0A/d
在平行板电容器间放置某些材料，会使电容器存储电荷的能力增加，C>C0
CrC 0r0A/d
真空介电常数：ε0 =8.85×10-12 F. m-1(法拉/米)
(2) 温度较高时， 较小，此时2 2<<1 温度升高，减小，则tan δ减小。
电导上升不明显，Pw也减小。
(3) 温度很高时，离子振动很大，离子迁移受 热振动阻碍增大，极化减弱， εr减小， 电导急剧上升，故tan δ也增大。
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27
3.3 电介质在电场中的破坏
3.3.1 介电强度
1.介质的击穿: 当电场强度超过某一临界值时，介质由介电 状态变为导电状态。这种现象称介电强度的破坏，或叫介 质的击穿。
相对介电常数：εr
r
C C0
0
介电常数（电容率）： =0r(F/m)
介电常数是描述某种材料放入电容器中增加电容器ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ储电荷能力的物理量。
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1
.
2
3）电介质的极化： 介电材料：放在平板电容器中增加电容的材料 电介质：在电场作用下能建立极化的物质。
在真空平板电容器中，嵌入一块电介质。加入外 电场时，在正极附近的介质表面感应出负电荷， 负极板附件的介质表面感应出正电荷，这些电荷 称为感应电荷，又称束缚电荷。 极化：电介质在电场作用产生束缚电荷的现象。
离子、取向极化
原子种类和键合类型
空间电荷极化
面缺陷
（3） 外电场的频率：某种机制都是在不同的时间量级内发生的，
只有在某个领域频率范围内才有显著的贡献。
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光学性质 介电性质
电子极化 离子极化
取向极化 空间电荷极化
电磁波谱中可 见光的辐射
红外波段
1015Hz
1012Hz－ 1013Hz
亚红外波段 低频波段